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1、地地 震震 的的 概概 念念 ： （ E E a ar rt th hq qu ua ak ke e） 由由于于地地球球不不断断运运动动和和变变化化，逐逐渐渐积积累累了了巨巨大大的的能能量量，在在地地壳壳某某些些脆脆弱弱地地带带，造造成成岩岩层层突突然然发发生生破破裂裂，或或者者引引发发原原有有断断层层的的错错动动，这这就就是是地地震震。地地震震绝绝大大部部分分都都发发生生在在地地壳壳中中。 地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用原因：人工爆破；矿山开采；工程活动原因：人工爆破；矿山开采；工程活动构造地震构造地震原因：地壳构造运动原因：地壳构造运
2、动工程地震的主工程地震的主要研究对象要研究对象天然地震天然地震诱发地震诱发地震影响：一般不太强烈，个别情况会造成严重的地震灾害影响：一般不太强烈，个别情况会造成严重的地震灾害火山地震火山地震影响：发生数量大、影响范围广影响：发生数量大、影响范围广 （占地震总数约（占地震总数约90%） 地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用地球构成：地球构成：三个圈层：地壳三个圈层：地壳 、地幔、地幔 、地核、地核 地幔物质对流地幔物质对流板块构造运动板块构造运动（根本原因）（根本原因）地震地震地震形成的宏观背景：地震形成的宏观背景：地球构成地球构成92%92%的
3、的 地地震震发发生生在在地地壳壳中中，其其余余的的发发生生在在地地幔幔上部上部地震的形成：地震的形成：板块分布图板块分布图地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用a、岩层的原始状态岩层的原始状态b、受力发生弯曲受力发生弯曲c、岩层破裂发生震动岩层破裂发生震动地震形成的局部机制:地球板块运动地球板块运动 板块之间的相互作用力板块之间的相互作用力 地壳中岩层变形地壳中岩层变形 变形积聚超过岩石所能承受的程度变形积聚超过岩石所能承受的程度 岩体就会发生突然断裂或错动岩体就会发生突然断裂或错动 地震地震 地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概
4、念抗震设计基本概念地震及其破坏作用全球两大地震构造系全球两大地震构造系 环太平洋地震构造系环太平洋地震构造系集中了全世界集中了全世界 地震总数的地震总数的75%大陆地震构造系大陆地震构造系 集中了全球大陆集中了全球大陆 地震的地震的90%环太平环太平洋地震洋地震构造系构造系大陆地震大陆地震构造系构造系 地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念世界地震分布世界地震分布我国是一个多地震国家我国是一个多地震国家 据统计，我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。据统计，我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。 原因是：我国正好介于地球的两大地震带之间。原因是：我国正好介于
5、地球的两大地震带之间。 世界地震主要分布于以下两个带：世界地震主要分布于以下两个带：（1）环太平洋地震带）环太平洋地震带（2）地中海）地中海喜马拉雅地震带喜马拉雅地震带 地震及其破坏作用地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念我国的地震活动地区我国的地震活动地区台湾省及其附近海域台湾省及其附近海域西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山
6、-燕山一带、燕山一带、 山东中部和渤海湾山东中部和渤海湾东南沿海的广东、福建等地。东南沿海的广东、福建等地。 我国地震活动主要分布在五个地区上我国地震活动主要分布在五个地区上: :地震及其破坏作用台台 湾湾 地地震震 时时 地地表表 出出 现现长长达达1 1公公里里 的的 地地表裂缝表裂缝2002年年2月月3日日上上午午约约9时时11分分，土土耳耳其其中中部部阿阿菲菲翁翁省省，发发生生里里氏氏6.0级地震，大量房屋倒塌级地震，大量房屋倒塌19951995年年1 1月月1717日日，清清晨晨5 5点点4646分分，在在神神户户东东南南的的兵兵库库县县淡淡路路岛岛，发发生生7.27.2级级地地震震
7、。由由于于煤煤气气管管道道破破裂裂，使使煤煤气气泄泄露露，引引起起熊熊大火，约有熊熊大火，约有200200多处多处地表破坏地表破坏地表破坏地表破坏建筑物的破坏建筑物的破坏建筑物的破坏建筑物的破坏次生灾害次生灾害次生灾害次生灾害地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念v地震的破坏作用地表破坏现象地裂缝、地面下沉、滑坡、喷水冒砂等地裂缝、地面下沉、滑坡、喷水冒砂等形式形式 地裂缝地裂缝危害：当地裂缝穿过建筑物时，会造成结构开裂危害：当地裂缝穿过建筑物时，会造成结构开裂直至倒塌直至倒塌1976年年7月月28日唐山日唐山大地震造成的地裂缝大地震造成的地裂缝地震断层错动后在
8、地表形成的痕迹地震断层错动后在地表形成的痕迹地震断层错动后在地表形成的痕迹地震断层错动后在地表形成的痕迹 由于地表土质不匀及受地貌影响，由于地表土质不匀及受地貌影响，由于地表土质不匀及受地貌影响，由于地表土质不匀及受地貌影响，其规模较前者为小其规模较前者为小其规模较前者为小其规模较前者为小构造式地裂缝：构造式地裂缝：构造式地裂缝：构造式地裂缝：重力式地缝：重力式地缝：重力式地缝：重力式地缝：地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用多发生在软土分布地区和矿业采空区多发生在软土分布地区和矿业采空区 危害：不均匀沉陷易引起建筑物的破坏危害：不均匀沉陷易引
9、起建筑物的破坏甚至倒塌甚至倒塌地面下沉地面下沉2005年年11月月26日日九九江江县县和和瑞瑞昌昌市市之之间间发发生生5.7级地震级地震滑滑 坡坡在河岸、山崖、丘陵地区，地震时极易诱发滑坡在河岸、山崖、丘陵地区，地震时极易诱发滑坡 危害：切断交通通道，冲毁房屋和桥梁、危害：切断交通通道，冲毁房屋和桥梁、堵塞河流堵塞河流 2003年年5月月27日日日日本本东东北北部部里里氏氏7 7级级地地震震在在宫宫城城县县筑筑馆馆镇造成的一处山体滑坡镇造成的一处山体滑坡地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用喷水冒砂地面下水位较高地面下水位较高 地震波的作用地震波
10、的作用地下水压急剧增高地下水压急剧增高 地下水经地裂缝或地下水经地裂缝或其它通道喷出地面其它通道喷出地面 地表土层含有砂层或粉土层地表土层含有砂层或粉土层 砂土液化甚至砂土液化甚至出现喷水冒砂出现喷水冒砂 2001年昆仑山大地震时年昆仑山大地震时在库塞湖畔的喷水冒砂在库塞湖畔的喷水冒砂危害：液化可以造成建筑物倾危害：液化可以造成建筑物倾斜与倒塌、埋地管网的大面积斜与倒塌、埋地管网的大面积破坏破坏 1995年神户地震中由于年神户地震中由于液化引起地面的下沉液化引起地面的下沉地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念v地震的破坏作用建筑物破坏主要破坏原因主要破坏原因 结
11、构物动力破坏机制的分析，是结构抗震研究的重点和结构物动力破坏机制的分析，是结构抗震研究的重点和结构抗震设计的基础结构抗震设计的基础：建筑物的破坏因地表破坏引起建筑物的破坏因地表破坏引起建筑物的破坏因地表破坏引起建筑物的破坏因地表破坏引起：建筑物的破坏由于地震地面运动的动力作用引起建筑物的破坏由于地震地面运动的动力作用引起建筑物的破坏由于地震地面运动的动力作用引起建筑物的破坏由于地震地面运动的动力作用引起静力破坏静力破坏静力破坏静力破坏动力破坏动力破坏动力破坏动力破坏两类动力破坏形式：两类动力破坏形式：强度破坏强度破坏强度破坏强度破坏、丧失整体性破坏丧失整体性破坏丧失整体性破坏丧失整体性破坏地震
12、基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用主要是因为结构承重构件的抗剪、抗主要是因为结构承重构件的抗剪、抗弯、抗压等强度不足而形成。弯、抗压等强度不足而形成。如：墙体裂缝、钢筋混凝土构件开裂如：墙体裂缝、钢筋混凝土构件开裂或酥裂或酥裂强度破坏强度破坏承重结构强度不足承重结构强度不足结构丧失整体性结构丧失整体性在在强强度度破破坏坏前前后后，结结构构物物一一般般进进入入弹弹塑塑性性变变形形阶阶段段。此此时时，在在强强烈烈振振动动下下会会因因为为延延性性不不足足、节节点点连连接接失失效效、主主要要承承重重构构件件失失稳稳等等原原因因而而丧丧失失整整体体性性，从
13、从而而造造成成局局部或整体结构的倒塌部或整体结构的倒塌地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用2005年年3月月20日日日日本本福福冈冈县县以以西西海海域域发发生生里里氏氏7级地震，结构丧失整体性级地震，结构丧失整体性1988年年11月月6日日，澜澜沧沧耿耿马马发发生生7.6级地震，因级地震，因结构变形过大导致倒塌结构变形过大导致倒塌地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用地震烈度调查情况震害程度6度7度8度9度10度栋数百分比栋数百分比栋数百分比栋数百分比栋数百分比基本完好轻微损坏中等破坏严重破坏倒毁
14、总计23021256350145.942.311.20.61002502317554361340.837.712.28.80.510022245440814914.816.136.227.55.41007351381691014501.67.830.737.523.410021923682293410.65.66.719.967.2100 我国历史强震中多层砖房屋震害程度统计我国历史强震中多层砖房屋震害程度统计我国历史强震中多层砖房屋震害程度统计我国历史强震中多层砖房屋震害程度统计( ( ( (20542054幢幢幢幢) ) ) )地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计
15、基本概念地震及其破坏作用地震烈度调查情况震害程度7度8度9度10度栋数百分比栋数百分比栋数百分比栋数百分比基本完好轻微损坏中等破坏严重破坏倒毁总计311321915.857.915.810.510024465938817513.726.333.721.74.6100127101020701003151116456.733.324.435.6100我国历史强震中单层混凝土柱工业厂房震害统计我国历史强震中单层混凝土柱工业厂房震害统计我国历史强震中单层混凝土柱工业厂房震害统计我国历史强震中单层混凝土柱工业厂房震害统计( ( ( (249249栋栋栋栋) ) ) )地震基本知识地震基本知识第十章第十章
16、 抗震设计基本概念抗震设计基本概念v地震的破坏作用次生灾害地震及其破坏作用次生灾害：地震时，水坝、煤气管道，供电线路的破坏，以及易燃、易次生灾害：地震时，水坝、煤气管道，供电线路的破坏，以及易燃、易爆、有毒物质容器的破坏，均可造成水灾、火灾、空气污染等次生灾害爆、有毒物质容器的破坏，均可造成水灾、火灾、空气污染等次生灾害 1999年年9月月21日日（北北京京时时间间），台台湾湾省省花花莲莲西西南南发发生生7.6级级地地震震, ,受受断断层层作作用用北北段段三三跨跨泄泄洪洪道道断断塌塌，造造成成水水坝坝破坏。破坏。地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏
17、作用1995 神户地震燃烧中火灾后地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震及其破坏作用海海海海啸啸啸啸瞬瞬瞬瞬间间间间泰泰泰泰国国国国酒酒酒酒店店店店浸浸浸浸泡泡泡泡在在在在海海海海水水水水中中中中 印尼亚齐居民站在大街上印尼亚齐居民站在大街上印尼亚齐居民站在大街上印尼亚齐居民站在大街上 斯里斯里斯里斯里兰卡兰卡兰卡兰卡居民居民居民居民房屋房屋房屋房屋变成变成变成变成废墟废墟废墟废墟 地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念灾难前的平静灾难前的平静 海浪冲击堤岸海浪冲击堤岸 瞬间的汹涌澎湃瞬间的汹涌澎湃 死亡地狱死亡地狱美美国国D
18、igital Globe公公司司于于2004年年12月月29日日发发布布的的卫卫星星照照片片，照照片片是是当当地地时时间间12月月26日日上上午午10：20在在斯斯里里兰兰卡卡西西南南部部城城市市卡卡卢卢特特勒勒上上空空拍摄的。照片显示了卡卢特勒海岸遭到海啸袭击后不久的情形。拍摄的。照片显示了卡卢特勒海岸遭到海啸袭击后不久的情形。 地震及其破坏作用地震基本知识地震基本知识第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念v常用地震术语震源：地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位 震中震中：震源正上方的地面位置：震源正上方的地面位置 震中距震中距：地面某处至震中的水平距离：地面某处至震中的水平距离
19、 震源震源震震源源深深度度震中震中等震线等震线震中距震中距震源深度震源深度: : 从震中到震源的距离从震中到震源的距离 震源深度在震源深度在70公里以内的地震为浅源地震公里以内的地震为浅源地震震源深度超过震源深度超过300公里的地震叫深源地震公里的地震叫深源地震震源深度介于震源深度介于70-300公里之间的地震为中源地震公里之间的地震为中源地震震中距在震中距在100-1000公里的称为近震公里的称为近震震中距超过震中距超过1000公里的称为远震公里的称为远震第一节第一节 震级、烈度、设防标准震级、烈度、设防标准第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念地震震级地震震级 ：表示地震本身大小（
20、释放能量多少）：表示地震本身大小（释放能量多少）的一种度量的一种度量近震震级近震震级M计算计算 ：M=logA+R() 震级震级M与震源释放能量之间的关系与震源释放能量之间的关系 ：又称为里氏震级又称为里氏震级 式中式中 A记录图上量得的以记录图上量得的以 m为单位的最大水平位移；为单位的最大水平位移； R()依震中距依震中距而变化的起算函数。而变化的起算函数。logE=1.5M+11.8logE=1.5M+11.8 其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的, , , ,国际
21、上比较国际上比较国际上比较国际上比较通用的是里氏震级，其原始定义为通用的是里氏震级，其原始定义为通用的是里氏震级，其原始定义为通用的是里氏震级，其原始定义为1935193519351935年由里克特年由里克特年由里克特年由里克特(Richter)(Richter)(Richter)(Richter)给出。给出。给出。给出。震级与震源释放能量的大小有关，震级每差一级，地震释放的能量将差震级与震源释放能量的大小有关，震级每差一级，地震释放的能量将差3232倍。倍。一、震级一、震级第一节第一节 震级、烈度、设防标准震级、烈度、设防标准u地震地震烈度烈度是指某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地是指某
22、一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。对于一次地震，表示地震大小的震级震影响的强弱程度。对于一次地震，表示地震大小的震级只只有一个有一个；随距离震中的远近不同，烈度就有差异。；随距离震中的远近不同，烈度就有差异。u评定地震烈度的标准就称为评定地震烈度的标准就称为地震烈度表地震烈度表。绝大多数国家包。绝大多数国家包括我国都采用分成括我国都采用分成1212度的地震烈度表。度的地震烈度表。u基本烈度：基本烈度：作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，它是作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，它是指该地区今后指该地区今后一定时期一定时期内，在内，在一般场地土条件一般场地土条件下，按下，按一定
23、的一定的概率概率（我国取（我国取10%10%）可能遭受的）可能遭受的最大地震烈度最大地震烈度，也就是由国家，也就是由国家地震局制定的全国地震烈度区划图规定的烈度。地震局制定的全国地震烈度区划图规定的烈度。u设防烈度：设防烈度：建筑物抗震设防时采用的烈度。建筑物抗震设防时采用的烈度。二、烈度、基本烈度二、烈度、基本烈度第一节第一节 震级、烈度、基本烈度震级、烈度、基本烈度区别：区别：地震烈度地震烈度 与与 震级震级 一次地震，表示地震大小的震级只有一个一次地震，表示地震大小的震级只有一个 由于同一次地震对不同地点的影响不一样由于同一次地震对不同地点的影响不一样随着距离震中的远近会出现多种不同的烈
24、度随着距离震中的远近会出现多种不同的烈度 二、烈度二、烈度第一节第一节 震级、烈度、设防标准震级、烈度、设防标准 基本目的：在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻基本目的：在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。 我国根据具体情况，提出了我国根据具体情况，提出了三水准三水准目标，目标，二阶段二阶段设计法。设计法。 原则：原则：小震不坏、中震可修、大震不倒小震不坏、中震可修、大震不倒小小震震是是发发生生机机会会较较多多的的地地震震，小小震震对对应应地地震震烈烈度度概概率率密密度度曲曲线线图图上上的的峰峰值值烈烈
25、度度，又又叫叫众众值值烈烈度度或或多多遇遇烈烈度度，超超越越概概率为率为63.2%63.2%；中中震震对对应应的的地地震震烈烈度度为为基基本本烈烈度度，5050年年内内的的超超越越概概率率为为10%10%；大大震震是是发发生生机机会会较较小小的的罕罕遇遇地地震震，5050年年内内的的超超越越概概率率为为2-2-3%3%。一、抗震设防的目标一、抗震设防的目标第一节第一节 震级、烈度、设防标准震级、烈度、设防标准三水准三水准设防目标设防目标1. 1. 当当遭遭受受低低于于本本地地区区设设防防烈烈度度的的多多遇遇地地震震影影响响时时，建建筑筑物物一一般不受损坏或不需修理仍可继续使用般不受损坏或不需修
26、理仍可继续使用（第一水准）（第一水准）；2. 2. 当当遭遭受受本本地地区区设设防防烈烈度度的的地地震震影影响响时时，建建筑筑物物可可能能损损坏坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用但经一般修理或不需修理仍可继续使用（第二水准）（第二水准）；3. 3. 当当遭遭受受高高于于本本地地区区设设防防烈烈度度预预估估的的罕罕遇遇地地震震影影响响时时，建建筑筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏（第三水准）（第三水准）。我国采取我国采取6 6度起设防的方针，地震设防区面积约占国土面积度起设防的方针，地震设防区面积约占国土面积的的6060一、抗震设防目标一、抗震设防目标第一
27、节第一节 震级、烈度、设防标准震级、烈度、设防标准二阶段二阶段设计法设计法 按按地地区区设设防防烈烈度度进进行行构构件件截截面面抗抗震震承承载载力力计计算算（弹弹性性分分析）析）保证了第一水准的强度要求和变形要求保证了第一水准的强度要求和变形要求按按高高于于本本地地区区设设防防烈烈度度的的预预估估罕罕遇遇地地震震作作用用验验算算构构件件弹弹塑塑性变形（概念设计构造措施）性变形（概念设计构造措施） 保证结构满足第三水准的抗震设防要求保证结构满足第三水准的抗震设防要求一、抗震设防的目标一、抗震设防的目标第一节第一节 震级、烈度、设防标准震级、烈度、设防标准抗震设防的分类p根据建筑的使用功能的重要性
28、，分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。p甲类建筑：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，（如核电站、核设施、水库、大坝、堤防、贮油、贮气、贮存易燃易爆、剧毒、强腐蚀物质的设施等）；p乙类建筑：地震时功能不能中断或需尽快恢复的建筑，即生命线工程建筑，（如消防、急救、供水、供电、通讯等）；p丙类建筑：甲、乙、丁类以外的一般建筑，（如一般的公共建筑、住宅、旅馆、厂房等）；p丁类建筑：抗震次要建筑，（如储存物品价值低的一般仓库，人员活动少的辅助建筑等）。二、抗震设防依据、分类及设防标准二、抗震设防依据、分类及设防标准第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求抗震设防标准p甲类建筑
29、：地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，当抗震设防烈度为68度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度更高的要求；p乙类建筑：地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，当设防烈度为68度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度更高的要求；二、抗震设防依据、分类及设防标准二、抗震设防依据、分类及设防标准第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求抗震设防标准p丙类建筑：地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度要求；p丁类建筑：地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度适当降低，但设防
30、烈度为6度时，不应降低。二、抗震设防依据、分类及设防标准二、抗震设防依据、分类及设防标准第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求：概念设计概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则在总体上把握抗震设计的基本原则 抗震计算抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段为建筑抗震设计提供定量手段 构造措施构造措施在保证结构整体性、加强局部薄弱环节在保证结构整体性、加强局部薄弱环节 等意义上保证抗震计算结果的有效性等意义上保证抗震计算结果的有效性 建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则 : : 注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，
31、注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，重视非结构因素设置多道防线，重视非结构因素三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求1.注意场地选择地震区宜地震区宜选择有利地段，避开不利地段，不在危险地段进选择有利地段，避开不利地段，不在危险地段进行工程建设行工程建设 地段类别地质、地形、地貌有利地段稳定基岩、坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等不利地段软弱土、液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（如故河道、疏散的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基）等危险地段地震
32、时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位当确实需要在不利地段或危险地段建筑工程时，应遵循建当确实需要在不利地段或危险地段建筑工程时，应遵循建筑抗震设计的有关要求进行详细的场地评价，并采取必要的筑抗震设计的有关要求进行详细的场地评价，并采取必要的抗震措施抗震措施三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求2.把握建筑体型建筑物平、立面布置的基本原则：建筑物平、立面布置的基本原则：结构对称结构对称 有利于减轻结构的地震扭转效应有利于减轻结构的地震扭转效应 形状规则形状规则 在地震时应力集中现象较少，有利于抗在地震时应力
33、集中现象较少，有利于抗震震质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀 平面内使结构刚度中心与质平面内使结构刚度中心与质量中心相一致，避免扭转效应量中心相一致，避免扭转效应; ; 高度方向均匀变化，避免薄弱层，高度方向均匀变化，避免薄弱层， 减小变形集中、鞭梢效应减小变形集中、鞭梢效应对称对称对称对称、规则规则规则规则、质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求不规则类型定 义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则
34、结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如：有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层。平平面面不不规规则则的的类类型型三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求不规则类型定 义侧向刚度不规则 该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递楼层承载力突变
35、抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖竖向向不不规规则则的的类类型型三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求建筑结构平面的建筑结构平面的扭转不规则示例扭转不规则示例建筑结构平面建筑结构平面的凹角或凸角的凹角或凸角不规则示例不规则示例三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求建筑结构平面局建筑结构平面局部不连续示例部不连续示例沿竖向的侧向沿竖向的侧向刚度不规则刚度不规则（有柔软层）（有柔软层）三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求竖向抗侧力构件不
36、连续示例竖向抗侧力构件不连续示例竖向抗侧力结构屈服抗剪强度非均竖向抗侧力结构屈服抗剪强度非均匀化（有薄弱层）匀化（有薄弱层）三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求3.利用结构延性利用结构弹塑性阶段的性能利用结构弹塑性阶段的性能通过塑性变形来消耗地震时输入结构的能量通过塑性变形来消耗地震时输入结构的能量 脆性结构尽管抗力很大，但吸收地震能量的能力并不强脆性结构尽管抗力很大，但吸收地震能量的能力并不强延性结构却因可以吸收更多地震输入能量而有利于抗御结延性结构却因可以吸收更多地震输入能量而有利于抗御结构倒塌的发生构倒塌的发生 增强结构与构件的延性的措施
37、：增强结构与构件的延性的措施：钢筋砼结构钢筋砼结构强剪弱弯、强节点弱构件设计，促使梁以强剪弱弯、强节点弱构件设计，促使梁以受弯曲形式产生较大变形受弯曲形式产生较大变形 砌体结构砌体结构墙体配筋、构造柱墙体配筋、构造柱圈梁体系等措施，增加圈梁体系等措施，增加结构的延性结构的延性 三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求4.设置多道防线是抗震概念设计的一个重要组成部分是抗震概念设计的一个重要组成部分局部机制（局部机制（L机制）机制）强梁弱强梁弱柱型框架柱型框架单肢剪力单肢剪力墙结构墙结构强柱弱强柱弱梁型框架梁型框架双肢剪力墙加双肢剪力墙加连系梁结构连系
38、梁结构 总体机制（总体机制（T机制）机制）三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求设置多道防线的手段：设置多道防线的手段：设置多道防线的手段：设置多道防线的手段：应注意的原则：应注意的原则：应注意的原则：应注意的原则：采用超静定结构采用超静定结构采用超静定结构采用超静定结构有目的地设置人工塑性铰有目的地设置人工塑性铰有目的地设置人工塑性铰有目的地设置人工塑性铰利用框架的填充墙利用框架的填充墙利用框架的填充墙利用框架的填充墙设置耗能元件或耗能装置等设置耗能元件或耗能装置等设置耗能元件或耗能装置等设置耗能元件或耗能装置等1.1.1.1.不同的设防阶段应
39、使结构周期有明显差别，以利避不同的设防阶段应使结构周期有明显差别，以利避不同的设防阶段应使结构周期有明显差别，以利避不同的设防阶段应使结构周期有明显差别，以利避免共振免共振免共振免共振2.2.2.2.最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求5.注意非结构因素最主要的是非结构构件的处理最主要的是非结构构件的处理 非结构构件的影响：非结构构件的影响： 影响主体结构的动力特性影响主
40、体结构的动力特性如阻尼、周期等如阻尼、周期等 地震中先期破坏地震中先期破坏如玻璃幕墙、吊顶、室内设备等如玻璃幕墙、吊顶、室内设备等 抗震设计中应注意：抗震设计中应注意： 非结构构件与主体结构之间要有可靠的连接或锚固非结构构件与主体结构之间要有可靠的连接或锚固 对可能对主体结构振动造成影响的非结构构件，应注意对可能对主体结构振动造成影响的非结构构件，应注意分析分析 或估计其对主体结构可能带来的影响，并采取相应的抗或估计其对主体结构可能带来的影响，并采取相应的抗震措施震措施 三、建筑抗震概念设计三、建筑抗震概念设计第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求我我国国建建筑筑抗抗震震设设计计规规范
41、范：地地下下基基岩岩或或剪剪切切波波速速大大于于500m/s500m/s的的坚坚硬硬土土层层至至地地表表面面的的距离，称为距离，称为“覆盖层厚度覆盖层厚度” 1580315350 0等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型各类场地土的覆盖层厚度表：各类场地土的覆盖层厚度表：四、建筑场地、地基和基础四、建筑场地、地基和基础第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求1.1.场地的分类场地的分类土层等效剪切波速土层等效剪切波速场地覆盖层厚度场地覆盖层厚度场地类别确定根据：场地类别确定根据：土层等效剪切波速土层等效剪切波速V Vsese计算计算：d d0 0计算深度，取覆盖层厚度和
42、计算深度，取覆盖层厚度和20m20m两者两者的较小值；的较小值；n n 计算深度范围内土层的分层数；计算深度范围内土层的分层数；V Vsisi第第i i层土的剪切波速；层土的剪切波速；d di i第第i i层层土的厚度。土的厚度。剪切波速随深度剪切波速随深度递增的一般情况递增的一般情况适用于：适用于：当计算深度以下当计算深度以下有明显的软弱土夹层时有明显的软弱土夹层时应适当提高场地类别应适当提高场地类别四、建筑场地、地基和基础四、建筑场地、地基和基础第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求 对对于于1010层层和和高高度度3030米米以以下下的的丙丙类类建建筑筑及及丁丁类类建建筑筑，当当
43、无无实实测测剪剪切切波波速速时时，也也可可以以根根据据岩岩土土性性状状按按下下表表划划分分土土的的类类型型，并并利利用用当当地地经经验验在在该该表表所所示示的的波波速速范范围围内内估估计计各各土土层层的的剪剪切切波速。波速。四、建筑场地、地基和基础四、建筑场地、地基和基础第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求 地地基基基基础础抗抗震震设设计计是是通通过过选选择择合合理理的的基基础础体体系系和和抗抗震震验验算来保证其抗震能力的。算来保证其抗震能力的。 地基基础抗震设计的一般要求：地基基础抗震设计的一般要求：1 1）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；）同一结构单元不宜设置在性
44、质截然不同的地基土层上；2 2）同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；）同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；3 3）地地基基有有软软弱弱土土、可可液液化化土土、新新近近填填土土或或严严重重不不均均匀匀土土层层时时，宜宜加强基础的整体性和刚性；加强基础的整体性和刚性；4 4）根根据据具具体体情情况况，选选择择对对抗抗震震有有利利的的基基础础类类型型，在在抗抗震震验验算算时时应应尽尽量量考考虑虑结结构构、基基础础和和地地基基的的相相互互作作用用影影响响，使使之之能能反反映映地地基基基基础在不同阶段上的工作状态。础在不同阶段上的工作状态。四、建筑场地、地基和基础四、建筑
45、场地、地基和基础第二节第二节 抗震设计基本要求抗震设计基本要求3.3.地基和基础地基和基础v重力荷载代表值 结构的重力荷载代表值等于结构和构配件自重标准值结构的重力荷载代表值等于结构和构配件自重标准值G Gk k加加上各可变荷载组合值。上各可变荷载组合值。Q Qikik第第i i个可变荷载标准值；个可变荷载标准值；QiQi第第i i个可变荷载的组合值系数；个可变荷载的组合值系数；第三节第三节 地震作用地震作用第十章第十章 抗震设计基本概念抗震设计基本概念v单自由度弹性体系的水平地震作用 对于单自由度体系，把惯性力看作反映地震对结构体系对于单自由度体系，把惯性力看作反映地震对结构体系影响的等效力
46、，用它对结构进行抗震验算。影响的等效力，用它对结构进行抗震验算。地震影响系数，即单自由度体系在地震时最大反地震影响系数，即单自由度体系在地震时最大反应加速度；应加速度；F F地震作用；地震作用；S Sa a加速度反应谱。加速度反应谱。三、水平地震作用三、水平地震作用第三节第三节 地震作用地震作用抗震设计反应谱抗震设计反应谱 地震影响系数取决于场地类别、建筑物的自振周期和阻尼比地震影响系数取决于场地类别、建筑物的自振周期和阻尼比等许多因素，反映这些因素的曲线成为反应谱曲线。等许多因素，反映这些因素的曲线成为反应谱曲线。体系阻尼比越大体系阻尼比越大体系地震加速度反应越小体系地震加速度反应越小地震反
47、应谱值越小地震反应谱值越小 阻尼比对地震反应谱的影响阻尼比对地震反应谱的影响Sa/xg maxT(s)4.02.01.01.03.04.02.03.0= 0.010.030.050.10三、水平地震作用三、水平地震作用第三节第三节 地震作用地震作用不同场地条件下的平均反应谱不同场地条件下的平均反应谱 不同震中距条件下的平均反应谱不同震中距条件下的平均反应谱 地震反应谱峰值地震反应谱峰值对应的周期也越长对应的周期也越长场地越软场地越软震中距越大震中距越大地震动主要频率成份越小地震动主要频率成份越小（或主要周期成份越长）（或主要周期成份越长）三、水平地震作用三、水平地震作用第三节第三节 地震作用地
48、震作用地震影响系数地震影响系数max地震影响系数最大值地震影响系数最大值T结构周期结构周期1. 曲线下降段衰减指数的调整曲线下降段衰减指数的调整 2. 直线下降段斜率的调整系数直线下降段斜率的调整系数 3. 阻尼调整系数阻尼调整系数 三、水平地震作用三、水平地震作用第三节第三节 地震作用地震作用设计地震分组场地类别第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90设计特征周期设计特征周期Tg(s)地震影响设防烈度6789多遇地震0.040.08（0.12） 0.16（0.24）0.32罕遇地震-0.50（0.72） 0.90（1.
49、20）1.40注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度取注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度取0.15g和和0.30g的地区的地区地震影响系数最大值（阻尼比地震影响系数最大值（阻尼比0.05）三、水平地震作用三、水平地震作用第三节第三节 地震作用地震作用v多自由度弹性体系的水平地震作用按不同情况分别采用相应的地震作用计算方法： v高度不超过40m，以剪切变形为主，刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物，可采用底部剪力法。v高度超过40m的高层建筑物一般可采用振型分解反应谱方法。v刚度与质量分布特别不均匀的建筑物、甲类建筑物等，宜采用时程分析法进行补充计算。三、水平地震作用三、水平地震作用第三
50、节第三节 地震作用地震作用底部剪力法底部剪力法基本思想：基本思想：按结构底部总剪力相等的原则，把多质点体系简化为按结构底部总剪力相等的原则，把多质点体系简化为单质点体系，只用基本自振周期确定总底部剪力，然后按照一定单质点体系，只用基本自振周期确定总底部剪力，然后按照一定规律将地震力（总底部剪力）沿高度沿高度分配给各质点。规律将地震力（总底部剪力）沿高度沿高度分配给各质点。应用条件应用条件建筑物高度不超过建筑物高度不超过40m结构以剪切变形为主结构以剪切变形为主质量和刚度沿高度分布较均匀质量和刚度沿高度分布较均匀结构的地震反应将结构的地震反应将以第一振型反应为以第一振型反应为主结构的第一振型主结构的第一振型接近直线接近直线假定假定（1 1）结构的地震反应可用第一振型反应表征；）结构的地震反应可用第一振型反应表征；（2 2）结构的第一振型为线性倒三角形，）结构的第一振型为线性倒三角形， 即任意质点的第一振型位移与其高度成正比即任意质点的第一振型位移与其高度成正比结构简化第一振型结构简化第一振型三、水平地震作用三、水平地震作用第三节第三节 地震作用地震作用
